在深圳華為坂田基地J區-J1企業(yè)網(wǎng)展廳的電氣火災監控系統研究及應用

 

 

  華為坂田基地占地1.3平方公里，由培訓中心、研發(fā)中心、中試中心、行政中心、生產(chǎn)中心、數據中心、機加中心及百草園員工公寓等各具特色的建筑群組成，為員工提供了一個(gè)美、整潔、舒適的工作環(huán)境。具體來(lái)說(shuō)，包括行政中心A區，華電B區，數據中心C區，研發(fā)中心E區和F區，生產(chǎn)中心G區，技加中心K區，培訓中心J區。

  本項目承接其電氣火災監控系統，在消防控制室都放置一臺Acrel-6000/B電氣火災監控系統主機，接入一層動(dòng)力柜和照明箱部分火災探測器，通過(guò)對區域所分布的ARCM200BL型火災探測器的數據采集，完成在A(yíng)crel-6000/B主機的漏電數據的實(shí)時(shí)顯示、報警。

 

  Acrel-6000/B電氣火災監控系統是安科瑞自主研發(fā)的集監視、報警、管理于一體的計算機測控系統，該系統適用于大型商場(chǎng)、生活小區、工礦企業(yè)、辦公大樓、商場(chǎng)、酒店等區域電氣防火的集中監控管理。

  Acrel-6000/B型電氣火災監控設備是Acrel-6000電氣火災監控系統的核心，監控設備通過(guò)RS485總線(xiàn)與多臺電氣火災監控探測器相連，構成集散式電氣火災監控系統，實(shí)時(shí)監控電氣線(xiàn)路的工作狀態(tài)。

  監控設備能實(shí)時(shí)接收處理各路探測器發(fā)送的剩余電流、溫度信號，同時(shí)在液晶屏幕上顯示，當出現剩余電流、運行溫度超限及電源或通訊發(fā)生故障時(shí)，監控設備能發(fā)出聲、光報警信號，在屏幕上顯示報警類(lèi)型、故障位置等信息，具有數據存儲、查詢(xún)、報警、控制輸出等功能，并支持對探測器的遠程復位控制功能。

  本設備結構合理、體積小，可靠性高、功能強，維護方便、性?xún)r(jià)比高，系統界面友好直觀(guān)、易學(xué)易用。

 

本設備符合國家標準

GB14287.1-2014 《電氣火災監控系統 第1部分：電氣火災監控設備》 

GB14287.2-2014 《電氣火災監控系統 第2部分：剩余電流式電氣火災監控探測器》 

GB14287.3-2014 《電氣火災監控系統 第3部分：測溫式電氣火災監控探測器》 

GB50016-2014 《建筑設計防火規范》 

JGJ 16-2008 《民用建筑電氣設計規范》 

GB50116-2013 《火災自動(dòng)報警系統設計規范》 

GB50054-2011 《低壓配電設計規范》 

GB13955-2005 《剩余電流動(dòng)作保護裝置的安裝和運行》 

GB50055-2011 《通用用電設備配電設計規范》 

GB50217-2007 《電力工程電纜設計規范》 

 

  剩余電流式電氣火災監控系統采用分層分布式結構，由站控管理層、網(wǎng)絡(luò )通訊層和現場(chǎng)設備層組成。各電氣火災監控探測器通過(guò)阻燃屏蔽雙絞線(xiàn)RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線(xiàn)型連接接入壁掛式主機。

 

 

  站控管理層針對電氣火災監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口，也是系統的上層部分。主要由系統軟件和必要的硬件設備，如觸摸屏、UPS電源等組成。監測系統軟件對現場(chǎng)各類(lèi)數據信息計算、分析、處理，并以圖形、數顯、聲音、指示燈等方式反應現場(chǎng)運情況。

  監控主機：用于數據采集、處理和數據轉發(fā)。為系統內或外部提供數據接口，進(jìn)行系統管理、維護和分析工作。

  UPS：保證計算機監測系統的正常供電，在整個(gè)系統發(fā)生供電問(wèn)題時(shí)，保證站控管理層設備的正常運行。

  后臺監控設備設置在消控中心。

  通訊介質(zhì)：系統主要采用阻燃屏蔽雙絞線(xiàn)，以RS485接口，MODBUS通訊協(xié)議實(shí)現現場(chǎng)設備與上位機的實(shí)時(shí)通訊。

  現場(chǎng)設備層是數據采集終端，主要為ARCM200BL剩余式電氣火災監控探測器。ARCM200BL型剩余電流式電氣火災監控探測器，是針對 0.4kV 以下的TT、TN 系統設計的，通過(guò)對配電回路的剩余電流、導線(xiàn)溫度、過(guò)電流、過(guò)電壓等火災危險參數實(shí)施監控和管理，從而預防電氣火災的發(fā)生。產(chǎn)品采用先進(jìn)的微控制器技術(shù)，集成度高，體積小巧，安裝方便，集智能化，數字化，網(wǎng)絡(luò )化于一身，是建筑電氣火災預防監控、系統絕緣老化預估等的理想選擇。產(chǎn)品符合國家標準GB14287.1-2014 《電氣火災監控系統 第1部分：電氣火災監控設備》 的標準要求。

  現場(chǎng)總線(xiàn)連接的分布式I/O控制器構成數據采集終端，向數據中心上傳采集的數據。測量探測器擔負著(zhù)基層的數據采集任務(wù)，其監測的數據必須完整、準確并實(shí)時(shí)傳送至監控主機。便于運行人員監控現場(chǎng)設備運行狀態(tài)，故障報警等情況，有效預防火災事故發(fā)生。

  本項目華為坂田基地J區-J1企業(yè)網(wǎng)展廳現場(chǎng)分布的ARCM200BL型火災探測器9臺，采用手拉手方式就地組網(wǎng)，上傳至消防控制中心。

 

  監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時(shí)發(fā)出聲、光報警信號，同時(shí)設備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類(lèi)型，記錄報警時(shí)間，聲光報警一直保持，直至按設備的“復位”按鈕或觸摸屏的“復位”按鍵遠程對探測器實(shí)現復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動(dòng)消除。

  當被監測回路報警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

 

  通訊故障報警：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時(shí)，監控畫(huà)面中相應的探測器顯示故障提示，同時(shí)設備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。

  電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

 

  檢查設備中所有狀態(tài)指示燈、顯示屏、喇叭是否正常。

 

  當發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時(shí)，將報警部位、故障信息、報警時(shí)間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。

 

  當主電源發(fā)生停電、欠壓等故障時(shí)，監控設備可自動(dòng)切換到備用電源工作，當主電源恢復正常供電時(shí)，自動(dòng)切回到主電源，切換過(guò)程中保證監控設備連續平穩運行。

 

  通過(guò)監控軟件操作，可對連接到本設備的所有探測器進(jìn)行遠程復位控制。

 

  為確保監控系統的安全運行，監控設備軟件操作權限分為三級，不同級別的操作員具有不同的操作權限。

 

 

①　額定工作電壓AC220V（85% ～ 110%）。

②　備用電源：主電源欠壓或停電時(shí)，維持監控設備工作時(shí)間 ≥4小時(shí)。

 

24小時(shí)工作制。

RS485總線(xiàn)通訊，Modbus-RTU通信協(xié)議，傳輸距離1km，可通過(guò)中繼器延長(cháng)通訊傳輸距離。

 

①　監控設備高可監控512個(gè)監控單元（探測器）；

②　可配接ARCM系列監控探測器。

 

①　剩余電流故障（漏電）：故障單元屬性（部位、類(lèi)型）；

②　溫度報警（超溫）： 故障單元屬性（部位、類(lèi)型）；

③　電流故障（過(guò)流）： 故障單元屬性（部位、類(lèi)型）；

④　監控報警響應時(shí)間： ≤10s；

⑤　監控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m；

⑥　監控報警光顯示：紅色LED指示燈，紅色光報警信號應保持，直至手動(dòng)復位；

⑦　監控報警聲信號：可手動(dòng)消除，當再次有報警信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)。

①　監控設備與探測器之間的通訊連接線(xiàn)發(fā)生斷路或短路；

②　探測器與剩余電流傳感器、溫度傳感器之間連接線(xiàn)發(fā)生短路或短路；

③　監控設備主電源欠壓或斷電；

④　給電池充電的充電器與電池之間的連接線(xiàn)發(fā)生斷路或短路；

⑤　故障報警響應時(shí)間：≤100s；

⑥　監控報警聲壓級（A計權）：≥70dB／1m；

⑦　監控報警光顯示：黃色LED指示燈，黃色光報警信號應保持至故障排除；

⑧　故障報警聲信號：可手動(dòng)消除，當再次有報警信號輸入時(shí)，能再次啟動(dòng)；

⑨　故障期間，非故障回路的正常工作不受影響。

 

報警控制輸出：1組常開(kāi)無(wú)源觸點(diǎn)；容量：AC250V 3A或DC30V 3A.

①　指示燈檢查：報警、故障、運行、主電源、備用電源指示燈 ；

②　顯示屏檢查；

③　音響器件檢查；

④　自檢耗時(shí) ≤60s 

 

①　記錄內容：記錄類(lèi)型、發(fā)生時(shí)間、探測器編號、區域、故障描述，可存儲記錄不少于2萬(wàn)條；

②　記錄查詢(xún)：根據記錄的日期、類(lèi)型等條件查詢(xún)。

①　日常值班級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、事件記錄查詢(xún)；

②　監控操作級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、事件記錄查詢(xún)、探測器遠程復位、設備自檢；

③　系統管理級：實(shí)時(shí)狀態(tài)監視、事件記錄查詢(xún)、探測器遠程復位、設備自檢，監控設備系統參數查詢(xún)、

監控設備各模塊單獨檢測、操作員添加與刪除。

 

①　工作場(chǎng)所：消防控制室內、有人值班的變配電所（配電室）、有人值班的房間內墻壁上；

②　工作環(huán)境溫度：-10℃～50℃；

③　工作環(huán)境相對濕度：5%～95%RH；

④　海拔高度：≤2500m。

 

①　主控單元：工業(yè)級平板電腦，配有觸摸顯示屏，WinXP操作系統；

②　輸入輸出：內置公司開(kāi)發(fā)的智能DCMOD模塊，具有多路輸入輸出；

③　聲光報警器：內置喇叭、LED指示燈；

④　備用電源： 2節12V/7.2Ah的免維護蓄電池.

 

Acrel-6000/B電氣火災監控設備面板布置如圖1所示：

圖1  監控設備面板示意圖

 

報警指示燈（紅色）：設備接收到探測器發(fā)出的報警信號時(shí)，報警指示燈常亮；

故障指示燈（黃色）：當本系統發(fā)生故障時(shí)（如通訊故障、電源故障等），故障指示燈常亮；

運行指示燈（綠色）：設備正常運行時(shí)，指示燈常亮；

消音指示燈（綠色）：軟件消音時(shí)，指示燈常亮；

復位按鈕（紅色）：對系統進(jìn)行復位操作；

該系統自投運以來(lái)，運行良好，在預防電氣火災方面發(fā)揮了重要作用，獲得了客戶(hù)對產(chǎn)品和公司的認可與信賴(lài)。

 

參考文獻

[1].任致程 周中. 電力電測數字儀表原理與應用指南[M]. 北京. 中國電力出版社. 2007. 4

[2].周中.電力儀表在大型公共建筑電能分項計量中的應用[J].現代建筑電氣 2010. 6

[3]. gong安部消防局. 中國消防年鑒.2014. 云南人民出版社.2014.11

[4]. 中華人民共和國國家標準火災自動(dòng)報警系統設計規范 GB 50116-2013. 中國計劃出版社出版.2014.3

 

作者簡(jiǎn)介：

陸曉君，女，本科  安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電